CN102861750B - 用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备 - Google Patents

用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：包括：落球阀粉尘过滤不锈钢片（1）、落球阀阀头托盘（3）、连接于落球阀阀头（5）下表面的排出粉尘螺钉（4）、落球阀阀头（5）、不锈钢片（1）上排出粉尘孔片（8）以及不锈钢片（1）上弹性活动板（9），其中，不锈钢片（1）固定于阀头托盘（3）底部。本发明针对落球阀头内堆积的粉尘所设计的粉尘过滤设备，将收集积累的细小粉尘，进行合理排出，保证了吸收球停堆系统驱动机构落球阀的正常运行。

Description

用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备
技术领域
本发明涉及核反应堆工程与安全技术领域，特别涉及一种用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备。
背景技术
在核反应堆安全技术中，高温气冷堆吸收球停堆系统通过含碳化硼石墨吸收球的重力下落和氦气输送将吸收球送出堆芯，配合控制棒组件的使用，改变堆芯中子的吸收率，从而改变反应性，实现对裂变反应的控制，即实现功率控制。此外，吸收球停堆系统的单独投入使用，还能完全地实现冷停堆功能。并且考虑到故障安全设计原则和贯彻到反应堆安全重要系统和部件的设计中，吸收球停堆装置采用了非能动设计理念。在发生紧急事故工况时，吸收球停堆系统的落球阀阀头断电不自锁，阀头在重力作用下打开，吸收球依靠重力自由下落，能迅速使反应堆停堆，确保安全。
驱动机构落球阀是吸收球停堆系统中关键的运动部件，直接进行吸收球落入堆芯实现其功能的开关控制，所以落球阀的灵活运动以及动密封性能对于吸收球停堆系统的正常运行非常重要。
存贮在阀头上端贮球罐内含碳化硼的石墨吸收球，在落球阀开关过程中容易堆积一些细小粉尘在落球阀头内。随着粉尘积累的逐渐增多，将会对落球阀阀头的正常开关产生不利影响。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是针对吸收球停堆系统驱动机构落球阀中的细小粉尘问题，设计一套简单实用的驱动机构落球阀粉尘过滤设备，从而避免由于驱动机构落球阀阀头内的粉尘堆积影响落球阀的正常运行，保证实现吸收球停堆系统的安全功能。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：包括：落球阀粉尘过滤不锈钢片、落球阀阀头托盘、连接于落球阀阀头下表面的排出粉尘螺钉、落球阀阀头、不锈钢片上的排出粉尘孔片以及不锈钢片上的弹性活动板，其中，不锈钢片固定于阀头托盘底部。
优选地，落球阀粉尘过滤不锈钢片上的弹性活动板具有常温空气和高温氦气条件下的弹性效应。
优选地，排出粉尘螺钉的长度关联于实际粉尘排出速度和效率。
优选地，落球阀阀头运动的总行程与排出粉尘螺钉露出长度之和小于落球阀阀头托盘内凹表面与落球阀阀头下表面之间的最大距离。
优选地，排出粉尘孔片在不锈钢片上布置为内、外两层，其排出粉尘孔片的片数关联于排出粉尘的速度。
优选地，排出粉尘螺钉的数目与排出粉尘孔片的片数相对应。
优选地，还包括：将不锈钢片固定于阀头托盘底部的螺钉。
优选地，所述螺钉沿不锈钢片的圆周方向分布。
优选地，还包括：位于不锈钢片和落球阀阀头托盘中心并穿过其的驱动机构驱动杆。
优选地，还包括：将所述驱动机构驱动杆固定于不锈钢片和落球阀阀头托盘的驱动杆锁紧螺母。
（三）有益效果
本发明所实现的有益效果是：采用较小的经济成本（只增加具有弹性活动板的不锈钢片和排出粉尘螺钉），对吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头中的细小粉尘进行收集和排出，解决了由于粉尘在落球阀阀头积累所可能造成的落球阀阀头动作不正常问题，保证落球阀阀头托盘的正常运行，实现吸收球停堆系统功能。
附图说明
下面参照附图并结合实例来进一步描述本发明。其中：
图1为本发明实施例吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头的示意图；
图2为本发明实施例吸收球停堆系统驱动机构落球阀粉尘过滤不锈钢片的示意图。
图中：1-落球阀粉尘过滤不锈钢片，2-固定不锈钢片于阀头托盘底部的螺钉，3-落球阀阀头托盘，4-排出粉尘螺钉，5-落球阀阀头，6-驱动杆锁紧螺母，7-驱动机构驱动杆，8-不锈钢片上排出粉尘孔片，9-不锈钢片上弹性活动板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和图2所示，根据该实施例，本发明的粉尘过滤设备包括：落球阀粉尘过滤不锈钢片1、固定不锈钢片1于阀头托盘底部的螺钉2、落球阀阀头托盘3、连接于落球阀阀头5下表面的排出粉尘螺钉4、落球阀阀头5、驱动杆锁紧螺母6、驱动机构驱动杆7、不锈钢片1上的排出粉尘孔片8、不锈钢片1上的弹性活动板9。
根据本发明实施例的粉尘过滤设备，在吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头托盘3底部安装一层经过设计开有数个排出粉尘孔片8、并且具有一定弹性活动板9的不锈钢片1，该不锈钢片1通过沿圆周方向固定钢片于阀头托盘底部的螺钉2与落球阀阀头托盘3底部连接。对应不锈钢片上的排出粉尘孔片8，在驱动机构落球阀阀头5底部安装具有一定长度的排出粉尘平顶螺钉4，根据所考虑堆积的粉尘高度来设计平顶螺钉4的具体长度。
在正常运行工况下，吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头托盘3随着驱动杆7上下运动。排出粉尘的螺钉4不会与不锈钢片上排出粉尘孔片8接触，从而不锈钢片上的弹性活动板9也不会打开。吸收球停堆系统驱动机构落球阀打开或关闭，含碳化硼的石墨吸收球保持停留在驱动机构落球阀阀头5的上表面或从具有倾斜面的落球阀阀头5上表面往下落下，实现吸收球停堆系统的功能要求。
随着落球阀阀头托盘3的运动，细小粉尘将从落球阀阀头托盘3的内表面与落球阀阀头5外侧面之间的微小间隙中落下（属于动密封部位，难于实现完全密封）。从而在落球阀阀头托盘3的凹槽内粉尘逐渐增多（大部分粉尘累积在处于相对低位的不锈钢片上排出粉尘孔片8上方）。当粉尘增多时，在不锈钢片上的排出粉尘孔片8上方堆积一定高度，使得排出粉尘的螺钉4直接接触粉尘表面，进而间接对不锈钢片上的排出粉尘孔片8产生机械作用力向下运动，促使不锈钢片上的弹性活动板9打开，积累的细小粉尘得以从驱动机构落球阀阀头托盘中排出。
在正常运行工况下，根据驱动机构落球阀阀头运动行程的设计要求（正常工况下落球阀阀头运动的总行程与排出粉尘螺钉4露出长度之和小于落球阀阀头托盘3内凹表面与落球阀阀头5下表面之间的最大距离），驱动机构驱动杆7在吸收球停堆系统动力装置带动下上下运动，从而吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头托盘3随着进行上下运动，实现含碳化硼石墨吸收球从驱动机构落球阀阀头5上表面的保持停留和下落。
在正常运行工况下，不进行粉尘排出操作时，根据驱动机构落球阀阀头运动的行程设计，当实现驱动机构落球阀阀头的关闭动作时，驱动机构落球阀阀头托盘3向上运动达到驱动机构落球阀阀头的上行程，驱动机构落球阀阀头5与落球阀阀头托盘3之间的相对距离变小，含碳化硼的石墨吸收球保持停留在驱动机构落球阀阀头5上表面，完成吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头的关闭。当实现驱动机构落球阀阀头的打开动作时，驱动机构落球阀阀头托盘3向下运动达到驱动机构落球阀阀头的下行程，驱动机构落球阀阀头5与落球阀阀头托盘3之间的相对距离变大，含碳化硼的石墨吸收球从具有倾斜面的驱动机构落球阀阀头5上表面落下，完成吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头的打开。
由于正常工况下，落球阀阀头运动的总行程与排出粉尘螺钉4露出长度之和小于落球阀阀头托盘3内凹表面与落球阀阀头5下表面之间的最大距离，并且落球阀阀头托盘3内凹表面的细小粉尘未积累到一定高度，排出粉尘螺钉4的平顶不会与不锈钢片1上的排出粉尘孔片8相接触，从而不锈钢片1上的弹性活动板9也不会被打开。
当进行粉尘排出操作时，落球阀阀头托盘3内凹表面的细小粉尘已经积累到一定高度。由于落球阀阀头托盘3内凹表面细小粉尘增加的高度，使得排出粉尘螺钉4的平顶与堆积到一定高度的粉尘表面直接接触，从而与不锈钢片1上的排出粉尘孔片8产生间接接触。排出粉尘螺钉4对不锈钢片上1的排出粉尘孔片8产生间接的向下机械作用力，从而促使不锈钢片1上的弹性活动板9打开，积累的细小粉尘得以从驱动机构落球阀阀头托盘3的内凹槽中排出。
不锈钢片1上的弹性活动板9在常温空气和高温（250°C）氦气条件下均保持一定程度的弹性效应。
根据本发明，在吸收球停堆系统驱动机构落球阀阀头内设计的本粉尘过滤装置结构简单、易于加工制造、成本经济，为吸收球停堆系统落球阀阀头内细小粉尘的排出提供了实际解决途径，保证了落球阀阀头的正常运行。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种用于高温气冷堆吸收球停堆系统的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：包括：落球阀粉尘过滤不锈钢片（1）、落球阀阀头托盘（3）、连接于落球阀阀头（5）下表面的排出粉尘螺钉（4）、落球阀阀头（5）、不锈钢片（1）上的排出粉尘孔片（8）以及不锈钢片（1）上的弹性活动板（9），其中，不锈钢片（1）固定于落球阀阀头托盘（3）底部。
2.如权利要求1所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：落球阀粉尘过滤不锈钢片（1）上的弹性活动板（9）具有常温空气和高温氦气条件下的弹性效应。
3.如权利要求1所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：排出粉尘螺钉（4）的长度关联于实际粉尘排出速度和效率。
4.如权利要求3所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：落球阀阀头运动的总行程与排出粉尘螺钉（4）露出长度之和小于落球阀阀头托盘（3）内凹表面与落球阀阀头（5）下表面之间的最大距离。
5.如权利要求1所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：排出粉尘孔片（8）在不锈钢片（1）上布置为内、外两层，其排出粉尘孔片的片数关联于排出粉尘的速度。
6.如权利要求5所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：排出粉尘螺钉（4）的数目与排出粉尘孔片（8）的片数相对应。
7.如权利要求1所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于，还包括：将不锈钢片（1）固定于阀头托盘底部的螺钉（2）。
8.如权利要求7所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于：所述螺钉（2）沿不锈钢片（1）的圆周方向分布。
9.如权利要求1所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于，还包括：位于不锈钢片（1）和落球阀阀头托盘（3）中心并穿过其的驱动机构驱动杆（7）。
10.如权利要求9所述的落球阀粉尘过滤设备，其特征在于，还包括：将所述驱动机构驱动杆（7）固定于不锈钢片（1）和落球阀阀头托盘（3）的驱动杆锁紧螺母（6）。
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